Đặt vấn đề Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với bắp (Zea Mays L.), lúa mì (Triticum sp, tên khác: tiểu mạch), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L. Theo quan niệm xưa lúa cũng là một trong sáu loại lương thực chủ yếu trong lục cốc. Lúa là cây lương thực chính, là nguồn cung cấp lương thực cho hàng tỷ con người trên thế giới. Đời sống càng cao thì nhu cầu của con người cũng tăng cao, đòi hỏi chọn tạo ra được giống lúa tốt với nhiều đặc tính mong muốn.
Các nhà chọn tạo giống luôn đặt ra câu hỏi hàng đầu là: Làm thế nào để chọn tạo ra được giống lúa lí tưởng? Một giống lúa lí tưởng bao gồm rất nhiều tiêu chí tốt về hình thái thân, lá, cấu trúc cây; chỉ tiêu về sinh lí như thời gian sinh trưởng, hiệu suất quang hợp thuần, độ tàn của lá, sinh hoa như hàm lượng diệp lục, hàm lượng đạm trong cây…; có khả năng chống chịu với các điều kiện vô sinh: hạn, mặn, úng, chống nóng và lạnh; chống chịu các tác nhân hữu sinh như các bệnh, sâu và tuyến trùng, kháng được một số bệnh: bạc lá, đạo ôn, khô vằn,. Tất cả các tính trạng trên do đơn gen và đa gen quy định. Các tính trạng này hầu hết đã được xác định chỉ thị phân tử DNA liên kết. Mỗi mẫu giống trong tập đoàn nguồn gen nghiên cứu thường chưa có đủ tất cả các đặc tính tốt mong muốn của một cây lúa lý tưởng có.
Vì thế chọn tạo giống lúa lí tưởng thành công thì cần phải nghiên cứu đánh giá để có kế hoạch lai tổ hợp nhiều mẫu giống vào một giống. Bạc lá còn gọi là bệnh cháy bìa lá lúa (Bacterial leaf blight disease) là một bệnh trên lúa, do vi khuẩn Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo) gây ra, là một trong những bệnh nhiệt đới điển hình gây hại đối với nhiều vùng trồng lúa trên khắp thế giới. Bệnh có thể gây thiệt hại năng suất lúa đến 50%. Tính kháng bạc lá là khả năng của cây làm giảm sự sinh trưởng và phát triển của ký sinh sau khi có sự tiếp xúc của ký sinh với ký chủ được khởi phát.
Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá, sử dụng hai cách phổ biến là: 1 - Lây nhiễm nhân tạo (truyền thống): Sử dụng phương pháp này có một số nhược điểm vì ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường (sau khi lây nhiễm trời mưa hay các thiên tai…). Và khi kết hợp phương pháp này với chỉ thị phân tử sẽ cho ta kết quả chính xác hơn. - Sử dụng chỉ thị phân tử: Là phương pháp hiện đại cho ta kết quả chính xác nhất khi đánh giá gen. Hiện tại TT Bảo tồn PTNGCT nhập nội một số mẫu lúa từ miền nam nước ta cấy.
Vụ xuân cây phát triển bình thường, sang vụ mùa phân ra các dạng khác nhau. Chính vì vậy mục đích của em là nghiên cứu, đánh giá chất lượng nông sinh học và khả năng mang gen kháng bệnh bạc lá Xa4 và Xa7 trên các mẫu lúa này. Trong đó, các gen kháng Xa4 và Xa7, là các gen kháng hữu hiệu với các chủng ở miền bắc Việt Nam, các gen này có ý nghĩa quan trọng trong việc chọn tạo giống lúa kháng bệnh (Phan Hữu Tôn và Bùi Trọng Thủy, 2004a). Là tiền đề để chọn lọc được cây lúa lí tưởng.
Mục đích Phục vụ công tác chọn tạo giống lúa lí tưởng. Đánh giá các đặc điểm nông sinh học, khả năng kháng bệnh và chứa các gen kháng bệnh bạc lá hữu hiệu Xa4 và Xa7 của nguồn gen lúa phục vụ cho công tác lưu giữ và khai thác hiệu quả nguồn gen. Đánh giá đặc điểm nông sinh học. Đánh giá khả năng kháng bệnh bạc lá: Sử dụng chỉ thị phân tử DNA.
Sử dụng lây nhiễm nhân tạo với các dòng mang gen kháng bệnh bạc lá Xa4 Xa7. 2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về cây lúa 2. Nguồn gốc xuất phát của cây lúa Cây lúa trồng hiện nay đã trải qua một lịch sử tiến hóa rất lâu dài và khá phức tạp, với nhiều thay đổi rất lớn về đặc điểm hình thái, nông học, sinh lý và sinh thái để thích nghi với điều kiện khác nhau của môi trường thay đổi theo không gian và thời gian.
Sự tiến hoá này bị ảnh hưởng rất lớn bởi 2 tiến trình chọn lọc: chọn lọc tự nhiên và chọn lọc nhân tạo. Hiểu biết về nguồn gốc cây lúa trồng giúp ta hình dung được quá trình tiến hóa và hiểu được điều kiện môi trường cùng những yêu cầu sinh thái tự nhiên mà cây lúa cần cho nhu cầu sinh trưởng và phát triển đặc biệt của nó. Điều này sẽ rất cần thiết cho công cuộc nghiên cứu cải tiến giống và biện pháp kỹ thuật để gia tăng năng suất lúa Nguồn gốc Về nguồn gốc cây lúa, đã có nhiều tác giả đề cập tới nhưng cho tới nay vẫn chưa có những dữ liệu chắc chắn và thống nhất. Có một điều là lịch sử cây lúa đã có từ lâu và gắn liền với lịch sử phát triển của nhân dân các nước Châu Á.
Nơi xuất phát lúa trồng Makkey E. cho rằng vết tích cây lúa cổ xưa nhất được tìm thấy trên các di chỉ đào được ở vùng Penjab Ấn Độ, có lẽ của các bộ lạc sống ở vùng này cách đây khoảng 2000 năm. Vavilov (1926), trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về sự phân bố đa dạng di truyền của cây trồng, cho rằng lúa trồng được xem như phát triển từ Ấn Độ. Roschevicz (1931) phân các loài Oryza thành 4 nhóm: Sativa, Granulata, Coarctata và Rhynchoryza, đồng thời khẳng định nguồn gốc của Oryza sativa là một trường hợp của nhóm Sativa, có lẽ là Oryza sativa f.
spontanea, ở Ấn Độ, Đông Dương hoặc Trung Quốc. Chowdhury và Ghosh thì cho rằng những hạt thóc hóa thạch cổ nhất của thế giới đã được tìm thấy ở Hasthinapur (Bang Uttar Pradesh - Ấn Độ) vào khoảng năm 1000 – 750 trước Công Nguyên, tức cách nay hơn 2500 năm.H cây lúa xuất phát từ Đông Nam Á, từ đó lan dần lên phía Bắc. 3 Gutchtchin, Ghose, Erughin và nhiều tác giả khác thì cho rằng Đông Dương là cái nôi của lúa trồng. De Candolle, Rojevich lại quan niệm rằng Ấn Độ mới là nơi xuất phát chính của lúa trồng.
Đinh Dĩnh (Trung Quốc) dựa vào lịch sử phát triển lúa hoang ở trong nước cho rằng lúa trồng có xuất xứ ở Trung Quốc. Một số nhà nghiên cứu Việt Nam lại cho rằng nguồn gốc cây lúa là ở Miền Nam nước ta và Campuchia. Sampath và Rao (1951) cho rằng sự hiện diện của nhiều loại lúa hoang ở Ấn Độ và Đông Nam Á chứng tỏ rằng Ấn Độ, Miến Điện hay Đông Dương là nơi xuất xứ của lúa trồng. Sato (Nhật Bản) cũng cho rằng lúa có nguồn gốc ở Ấn Độ, Việt Nam và Miến Điện.
Tuy có nhiều ý kiến nhưng chưa thống nhất, nhưng căn cứ vào các tài liệu lịch sử, di tích khảo cổ, đặc điểm sinh thái học của cây lúa trồng và sự hiện diện rộng rãi của các loài lúa hoang dại trong khu vực, nhiều người đồng ý rằng nguồn gốc cây lúa là ở vùng đầm lầy Đông Nam Á, rồi từ đó lan dần đi các nơi. Thêm vào đó, sự kiện thực tế là cây lúa và nghề trồng lúa đã có từ rất lâu ở vùng này, lịch sử và đời sống của các dân tộc Đông Nam Á lại gắn liền với lúa gạo đã minh chứng nguồn gốc của lúa trồng.T Chang (1976), nhà di truyền học cây lúa của Viện Nghiên Cứu lúa Quốc Tế (IRRI), đã tổng kết nhiều tài liệu khác nhau và cho rằng việc thuần hóa lúa trồng có thể đã được tiến hành một cách độc lập cùng một lúc ở nhiều nơi, dọc theo vành đai trải dài từ đồng bằng sông Ganges dưới chân phía đông của dãy núi Hy-Mã-Lạp-Sơn (Himalayas - Ấn Độ), ngang qua Bắc Miến Điện, Bắc Thái Lan, Lào và Việt Nam, đến Tây Nam và Nam Trung Quốc. Nơi xuất xứ lúa trồng (Oka, 1964) (1. Bắc Trung Quốc; 2.
Ấn Độ-Tây Tạng; 2a. Địa Trung Hải; 6. Nam Mỹ) Tổ tiên lúa trồng Hai loài lúa trồng hiện nay là Oryza sativa L. ở Châu Á và Oryza glaberrima Steud.
ở Châu Phi, mà xuất xứ của nó còn có nhiều nghi vấn. Watt (1892) (theo Oka) cho rằng tổ tiên của Oryza sativa là loài lúa hoang phổ biến Oryza sativa f. spontanea, và suy luận rằng các giống lúa có hạt trắng không râu đến từ “var. rufipogon” của lúa hoang, các giống lúa ở vùng nước sâu và vùng mặn là từ “var.
coarctata”, vài giống “Aus” và “Aman” (Indonesia) là từ “var. bengalensis” và các giống lúa có chất lượng cao thơm là từ “var. Sampath và Rao (1951) cho rằng O. perennis Moench (kể cả O.
longistaminata) là tổ tiên của cả 2 loài lúa trồng Oryza sativa và Oryza glaberrima. Đinh Văn Lữ (1978), Bùi Huy Đáp (1980) cho rằng Oryza fatua có khả năng là tổ tiên trực tiếp của lúa trồng hiện nay. Sampath (1962) và Oka (1964) xem Oryza perennis Moench, là tổ tiên chung của cả 2 loài lúa trồng ở Châu Á và Châu Phi. Porteres (1956) cho rằng tổ tiên chung của lúa trồng là một loại hình lúa nổi có thể sinh sản bằng căn hành (thân ngầm) nhưng không cho biết tên nó là gì.
Sharma và Shastry (1965) thì cho rằng Oryza nivara, một loài lúa hoang hằng niên ở vùng trung tâm Ấn Độ là tổ tiên trực tiếp của loài lúa trồng Châu Á.T Chang (1976) đã tổng kết nhiều tư liệu nghiên cứu và đưa ra cơ sở tiến 5 hóa của các loài lúa trồng hiện nay ở Châu Á và Châu Phi như hình 2. Lịch sử tiến hóa của các loài lúa trồng (Chang, 1975). (AA, AbAb, AgAg): Ký hiệu loại NST Theo ông, cả 2 loài lúa trồng đều có chung một thủy tổ, do quá trình tiến hóa và chọn lọc tự nhiên lâu đời, đã phân hóa thành 2 nhóm thích nghi với điều kiện ở 2 vùng địa lý xa rời nhau là Nam – Đông Nam Châu Á và Châu Phi nhiệt đới. tiêu biểu nhóm lúa trồng Châu Á có tổ tiên trực tiếp là Oryza nivara, một loài lúa hoang hằng niên.
Oryza glaberrima Steud. cũng tiến hoá từ một loài lúa hoang hằng niên khác, thường gọi là Oryza breviligulata Chev. hoặc là Oryza barthii A. Hai loài cỏ hằng niên O.
stapfii cũng có thể lai tạp với các loài lúa hoang tổ tiên để cho ra các loài lúa trồng tương ứng. Hiện nay, nhiều người tỏ ra đồng ý với quan điểm và giả thuyết này. Oka cũng cho 1 sơ đồ tương tự, nhưng cho rằng loài trung gian là O.